浅析大万地区控矿因素及成矿模型

唐威源

摘 要：大万金矿其实是指大洞和万古金矿，简称大万金矿。成因类型上，大万金矿可归为岩浆期后远成热液型。控矿因素总结归纳为：地层控矿性；岩浆岩控矿性；构造控矿性。找矿标志归纳总结为以下六个方面：地层标志、岩浆岩标志、构造标志、围岩蚀变标志、化探标志、物探标志。

关键词：大万金矿；岩浆期后远成热液型；控矿因素成矿模型

中图分类号：P618.41 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）17-0141-03

大万金矿按《中国成矿区带划分方案》，位于下扬子成矿亚省江南隆起东段Au-Ag-Pb-Zn--Mn-v-萤石成矿带中。在湖南省境内，该矿带中有一大批金矿床。因此研究其成矿地质作用及控矿因素，并在此基础上提出一些找矿标志和思路，对湖南地区的金矿找矿勘查具有重要的指导意义。

1 区域地质特征

大万金矿位于江南造山带中段幕阜山—望湘断隆带。区域出露地层主要为蓟县系坪原组浅变质碎屑岩、白垩系戴家坪组红色砂砾岩（图1），区内未发现岩体出露，但在矿区西南10～12km处出露有燕山期侵入的金井花岗岩岩基。

思村-社港一带有较大的航磁正异常和稳定的低重力场，暗示深部具有隐伏岩体。大万矿区外围深部有较大的磁异常，说明该隐伏岩体可能延伸到此处。

2 矿床地质特征

2.1 地层

大万金矿床出露地层主要为坪原组浅变质碎屑岩，岩性以砂质板岩和绢云母板岩为主。前人的研究表明，坪原组板岩中的Au含量高于地壳的平均值，富Au的坪原组地层为大万金矿提供成矿初始物质来源，是大万金矿的重要控矿因素。

2.2 构造

矿区位于长沙-平江深大断裂的北西侧，断裂构造发育，主要为北东向断裂及北西西向断裂。其中北西西向断裂为金矿体的含矿构造，是金矿最主要的控制因素，北东向断裂等距离切割矿脉（图1）。

2.3 矿体特征

矿区内共发现40余条含金构造带，共圈出大小金矿体74个，累计查明金资源量约120t、资源潜力可达400t。

矿体形态、产状和规模基本上受北西（西）向断裂破碎带控制，整体顺层，局部切层。矿体多呈脉状、似层状或长透镜体状沿构造破碎带充填，其中的石英脉亦呈透镜状及细（网）脉状顺构造面分布，矿脉内石英脉脉宽一般5-20cm。石英脉较发育处，往往金品位相对较高，局部可见明金。如图2所示，矿体一般倾向北东，沿走向及倾向产状变化较大。矿体规模明显受所在矿脉带规模制约，即矿脉带规模（含侧伏延深）越大，其中的矿体规模一般就越大，如②-1号矿脉，出露长虽仅800m，但其侧伏延深达1510m，仅一个矿体金资源储量就达16吨。据已有勘查资料，①、②、⑧号脉带中的矿体均具有向北东向侧伏的规律，即主要矿体向侧伏方向还可能有较大延深。

2.4 围岩蚀变特征

矿区大片出露的坪原组地层岩石普遍经受了区域浅变质作用，产生的蚀变主要为绢云母化，其次为弱硅化及少量绿泥石化、黄铁矿化和碳酸盐化。在构造破碎带及两侧，岩石受热液作用蚀变普遍加强。主要蚀变有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢云母化。含金石英脉中常伴有铅矿化、铁闪锌矿化，Ⅸ、13矿脉中具辉锑矿化。地表矿脉带中具较强的褐铁矿化，部分围岩具褪色化现象。金矿化与硅化、黄铁矿化、毒砂化关系密切，当上述蚀变同时出现时，金也相对富集（图3）。

2.5 金的富集特征

含金的毒砂和黄铁矿主要分布受构造面的控制，主要分布在石英脉和板岩的接触面上（图4）。金在矿脉中的含量不稳定，金的富集主要与构造、脉体形态、伴生金属硫化物及围岩蚀变等因素关。矿区内断裂挤压破碎强烈，次级裂隙发育部位，是金的富集部位。当金属硫化物黄铁矿、毒砂等富集，特别是呈细脉状、团块状出现时，一般含金较富。当围岩具多种蚀变，特别是硅化、黄铁矿化、毒砂化叠加地段且蚀变强烈时，有利于金的矿化富集。

第一个成矿期次为石英期，该阶段没有明显的矿化现象，石英颗粒较大，颜色纯白。第二个成矿期次为黄铁矿+毒砂+石英期，本阶段含大量黄铁矿和毒砂，二者互相包含，为典型的共生关系，石英在手标本上呈烟灰色，石英矿物颗粒较小（图4a，b）。该阶段的黄铁矿多呈五角十二面体。第三个成矿期次为石英+自然金+多硫化物期，本阶段的含金硫化物种类较多，包括黄铁矿，毒砂，辉锑矿，锑铜矿，黄铜矿等（图4c，f）。该阶段的黄铁矿部分呈他形细粒状。第四个成矿期次为石英+方解石期，有较多方解石，金属矿物如黄铁矿较少，石英呈肉红色或乳白色。第五个成矿期次为方解石期，大量方解石出现，成脉状或团簇状。在大万金矿的局部，可见晚期白云母切穿石英脉，白云母脉体中无硫化物，应该为与金矿化无关的晚期热液活动的产物。

成矿期次划分。大万金矿的矿石矿物主要有毒砂和黄铁矿，少量闪锌矿，黄铜矿，辉锑矿，白钨矿，自然金等。脉石礦物主要为石英，方解石。根据矿物的石英和方解石等矿物的形貌特征以及穿插关系和共生组合，将大万金矿划分为五个成矿期次（表1）。

3 大万金矿的时空演化规律

通过总结前人的研究，大万金矿区内的金矿可能具有雪峰期、加里东期和燕山期三个成矿期。其中燕山期（ca. 145-130Ma）为主成矿期，雪峰期和加里东期的岩浆活动和构造变形变质作用使得蓟县系中的金等成矿元素发生初步富集。在150Ma左右，俯冲的古太平洋板块折返，俯冲板片破裂和坍塌，加厚的下地壳受岩石圈地幔和下沉的俯冲板片脱水的影响，发生部分熔融形成了花岗岩岩浆源区，岩浆上涌并形成连云山岩体和金井岩体及其隐伏岩体。湘东北地区在晚侏罗-白垩世总体上处于伸展的构造环境，并形成与北美西部相似的盆岭构造。该盆岭构造由北东向深大断裂，深大断裂附近的花岗岩山岭和红层盆地组成，控制着湘东北地区的成岩成矿作用。该盆岭省中的北东向深大断裂连通了变质基底和浅部沉积盖层，使得深部的韧性下地壳流体在岩浆活动的驱动下向上运移，同时萃取中元古代地层中的金、砷和锑等成矿物质。燕山期岩浆岩也为湘东北金矿提供了部分成矿流体。因此，岩体、地层和构造变形的共同作用导致了金成矿元素在上地壳浅部的北西西向断裂和紧闭褶皱处富集成矿。

4 大万金矿的控矿因素

控矿因素。（1）地层控矿性。研究区内的金多金属矿均具有一定的层控性，金矿均产于中元古界坪原组地层中的顺层次级断裂之中。（2）岩浆岩控矿性。区内金成矿作用与燕山期岩浆作用关系密切，空间上主要表现在：金矿多围绕着燕山期岩体分布，且物探解译推测金矿床外围存在着隐伏岩体。S、Pb、H-O、He-Ar同位素分析以及流体包裹体特征结果表明燕山期岩浆作用不仅为金成矿提供了热能和驱动力，还提供了部分成矿物质和流体。年代学研究也表明金成矿作用晚于燕山期花岗岩成岩作用ca.10-15Ma。（3）构造控矿。区域上，金矿受区域性北（北）东向斜列式展布的坳陷和断隆构造影响，大多产于断隆带内，或产于坳陷带与隆起带的结合部，呈现北（北）东向斜列展布的特点。金矿位于北东向长沙-平江深大断裂的两侧，金矿受北西西向的次级断裂控制，矿区内的倒转褶皱对金矿体具有控制作用。

5 大万金矿的找矿标志

5.1 地层标志

蓟县系坪原组是寻找岩浆期后远成热液型金矿的标志层位。

5.2 岩浆岩标志

区内的金成矿作用均是通过晚侏罗世-早白垩世花岗质岩浆作用聚集形成的，因此，晚侏罗世-早白垩世岩体是重要的找矿标志。

5.3 构造标志

北西（西）向次级断裂是金矿体有利的空间赋存部位。

5.4 围岩蚀变标志

金矿与硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、辉锑矿化、及褪色化密切相关。

5.5 化探标志

Au、As、Sb、Hg等元素的组合异常及金的重砂异常是找金矿的间接标志。

5.6 物探标志

航磁正异常、稳定的低重力场和深部地层的局部强磁异常为隐伏岩体的标志。北西西向的羽状航磁异常带和CSAMT（可控源音频大地电磁法）所揭露的北西西低阻带为金矿的物探找矿标志。

6 成矿模式

根据大万金矿的成矿地质作用、控矿因素与矿化特征等，归纳总结了其成矿模式，见（图5）。雪峰期以来的多次构造岩浆活动和变质作用使得Au等成矿元素趋向于富集于中元古代地层中的有利层位。燕山期为金的主成矿期，燕山期的构造岩浆形成湘东北地区占主导地位的北东向深大断裂和本区最广泛的S型花岗岩。花岗质岩浆的上涌，不仅提供了部分金成矿流体，而且还促使了深部的含矿流体沿深大断裂向上运移，流体在运移过程中萃取围岩中的Au，As，S和H2O等物质。浅部NWW向次级断裂是应力释放区，为成矿的有利构造部位。向上运移深部的流體在此处聚集，沉淀成矿。成矿到后期，大气水混入增加，并发生贫矿化的碳酸盐化。

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